KR20090110298A - A method of heat treatment for desensitizing a nickel-based alloy relative to environmentally-assisted cracking, in particular for a nuclear reactor fuel assembly and for a nuclear reactor, and a part made of said alloy and subjected to said treatment - Google Patents

A method of heat treatment for desensitizing a nickel-based alloy relative to environmentally-assisted cracking, in particular for a nuclear reactor fuel assembly and for a nuclear reactor, and a part made of said alloy and subjected to said treatment Download PDF

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KR20090110298A
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장-마크 끌루이
베로니끄 가라
에릭 안드리유
줄리앙 델류메
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아레바 엔피
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Abstract

The invention relates to a processing method for cracking desensitisation using a nickel-based alloy environment having the following composition in wt %: C <= 0,10%; Mn <= 0,5%; Si <= 0,5%; P <= 0,015%; S <= 0,015%; Ni >= 40%; Cr = 12-40%; Co <= 10%; Al <= 5%; Mo = 0,1-15%; Ti <= 5%; B 0,01%; Cu 5%; W = 0,1-15%, Nb = 0-10%, Ta = 10%; the balance consisting of Fe, and unavoidable impurities resulting from the manufacturing, characterised in that said alloy is maintained at 950-1160°C in an atmosphere containing at least 100 ppm of hydrogen mixed with an inert gas or in pure hydrogen. The invention also relates to a part made of said Ni-based alloy having the above composition and subjected to said thermal processing.

Description

원자로 연료 어셈블리 및 원자로에 있어서의 환경 조장 균열 현상에 대한 니켈기 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리 방법 및 그러한 합금으로 제조되고 그러한 열처리 방법에 의해 열처리된 부품{A METHOD OF HEAT TREATMENT FOR DESENSITIZING A NICKEL-BASED ALLOY RELATIVE TO ENVIRONMENTALLY-ASSISTED CRACKING, IN PARTICULAR FOR A NUCLEAR REACTOR FUEL ASSEMBLY AND FOR A NUCLEAR REACTOR, AND A PART MADE OF SAID ALLOY AND SUBJECTED TO SAID TREATMENT}A heat treatment method for reducing the sensitivity of nickel-based alloys to environmental fuel cracking in a reactor fuel assembly and reactors, and components made of such alloys and heat treated by such heat treatment methods ALLOY RELATIVE TO ENVIRONMENTALLY-ASSISTED CRACKING, IN PARTICULAR FOR A NUCLEAR REACTOR FUEL ASSEMBLY AND FOR A NUCLEAR REACTOR, AND A PART MADE OF SAID ALLOY AND SUBJECTED TO SAID TREATMENT}

본 발명은 니켈기 합금의 야금 기술에 관한 것으로, 특히 원자로의 구조적인 구성 요소 또는 그러한 원자로 내에 삽입되는 연료 어셈블리의 구조적인 구성 요소를 제조하기 위하여 사용되는 합금에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to metallurgical techniques of nickel base alloys, and more particularly to alloys used to produce structural components of a reactor or structural components of a fuel assembly inserted into such a reactor.

원자로의 구성 요소, 예를 들어, 열교환기, 클러스터 가이드 핀, 파이프 구조, 강으로 제조되고 경수형 원자로 또는 가스, 용융염, 액체 금속의 형태로 된 열전달 유체를 갖는 원자로의 냉각 회로를 형성하기 위하여 사용되는 구성 요소를 고정하는 고정장치(fasteners) 등은 니켈기 합금, 예를 들어, 다양한 종류의 인코넬(Inconel)(등록상표)로 제조된다. 고온 및 고압에서, 그러한 구성 요소는 산화, 부식, 크리핑(creep), 주기적으로 발생하는 열적 그리고 기계적인 응력에 대해 뛰어난 내성을 가질 필요가 있고, 오랜 기간 동안 (수십 년 동안) 그러한 내성을 가 질 필요가 있으며, 니켈기 합금 또한 그러한 목적에 잘 적응한다.To form a cooling circuit of components of the reactor, for example heat exchangers, cluster guide fins, pipe structures, reactors made of steel and having a heat transfer fluid in the form of gas, molten salt, liquid metal Fasteners and the like for fixing the components used are made of nickel-based alloys, for example, various types of Inconel®. At high temperatures and pressures, such components need to have excellent resistance to oxidation, corrosion, creep, periodically occurring thermal and mechanical stresses, and for such a long time (decades). There is a need, and nickel-based alloys also adapt well to that purpose.

경수로형 원자로의 연료 어셈블리는 구조적인 구성 요소의 일부가 니켈기 합금으로 제조될 수 있으며, 바람직한 일례는 718 합금이다. 이는 특히 그러한 합금의 스트립으로부터 통상적으로 제조되는 그리드 스프링, 스프링 블레이드용의 편평한 반제품 또는 코일 스프링용 와이어로부터 제조되는 억제(hold-down) 스프링, 및 바(bar)로부터 제조되는 고정 장치 요소에 적용된다.The fuel assembly of a light reactor reactor may be made of a nickel-based alloy, with some of its structural components being a preferred example, 718 alloy. This applies in particular to grid springs typically made from strips of such alloys, flat semi-finished products for spring blades or hold-down springs made from wires for coil springs, and fastener elements made from bars. .

이들 상황에서 사용될 수 있는 니켈기 합금은 다음과 같이 한정된 중량비의 일반적인 성분을 구비한다. C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12% - 40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% - 15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1% - 15%, Nb = 0% - 10%, Ta ≤ 10%. 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물이다. 최소값이 주어지지 않은 이들 요소는 전혀 존재하지 않을 수도 있고, 미량으로서만 존재할 수도 있다. 특정한 화학적 또는 기계적 특성을 조절하기 위한 목적으로 매우 드물게 사용되는 그 밖의 다른 요소가 소량 제공될 수도 있으며, 수성 매체 내에서 응력에 의한 부식 현상을 초래하는, 환경 조장 균열 현상 (environmentally-assisted cracking)에 대한 민감도와 관련하여 합금의 거동을 극단적으로 변경하지 않는 그 밖의 다른 요소가 소량 제공될 수 있다. Nickel-based alloys that can be used in these situations have general components in a limited weight ratio as follows. C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12%-40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% -15%, Ti 5%, B 0.01%, Cu 5%, W = 0% -15%, Nb = 0% -10%, Ta 10%. The rest are Fe and impurities which inevitably occur during the heat treatment process. These elements, for which no minimum is given, may not exist at all, or may only exist in trace amounts. Small amounts of other elements, which are used very rarely for the purpose of regulating certain chemical or mechanical properties, may be provided in small amounts and may be used in environmentally-assisted cracking, which results in stress corrosion in aqueous media. A small amount of other factors can be provided that do not dramatically alter the behavior of the alloy with regard to sensitivity.

전형적으로, 그러한 합금의 특정한 일례인, 718 합금의 성분은 다음과 같다. C ≤ 0.08%, Mn ≤ 0.35%, Si ≤ 0.35%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni = 50% - 55%, Cr = 17% - 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2% - 0.8%, Mo = 2.8% - 3.3%, Ti = 0.65% - 1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75% - 5.5%. 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물이다. 상기 합금은 수백 ppm의 Mg를 또한 함유할 수 있다.Typically, the components of the 718 alloy, which are specific examples of such alloys, are as follows. C ≤ 0.08%, Mn ≤ 0.35%, Si ≤ 0.35%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni = 50%-55%, Cr = 17%-21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2% 0.8%, Mo = 2.8%-3.3%, Ti = 0.65%-1.15%, B <0.006%, Cu <0.3%, Nb + Ta = 4.75%-5.5%. The rest are Fe and impurities which inevitably occur during the heat treatment process. The alloy may also contain several hundred ppm of Mg.

그러한 구성 요소를 포함하는 원자로의 동작에 있어서의 증가하는 중요성은 그러한 구성 요소가 환경 조장 균열 현상에 잘 견디어내는 능력이다. 첫째, 연료 어셈블리의 동작 주기의 지속 시간을 가능한 한 연장하는 것이 바람직하다. 따라서, 현재의 12개월의 일반적인 지속 시간을 18개월 또는 심지어 24개월로 연장하는 것이 바람직하다. 둘째, 경수로형 원자로(LWR) 내의 일차 매체에 특정한 조건이 환경 조장 균열 현상의 발생에 적합하다. 이는 매우 높은 온도에 도달함으로써 산화 현상을 악화시키게 되는 경우에, 열전달 유체로 가스, 용융염 또는 액체 금속이 사용되는 원자로에 동일하게 적용된다. 가압수형 원자로의 경우, 특히 718 합금으로 제조되는 그리드 스프링이, 사용 중에, 환경 조장 균열 현상, 특히 응력 부식 균열 현상(SCC)의 진행의 결과로서 파괴(fracture)될 수 있음을 경험적으로 보여주었다. 파괴 또는 균열은 X750 합금으로 제조된 클러스터 가이드 핀, 600 합금으로 제조된 증기 발생기의 파이프 구조, 용기(vessel) 바닥의 부싱, 및 용접 영역 내에서 또한 발견되었다. 이들 부품은 모두 다양한 등급의 니켈기 합금으로 제조된다.An increasing importance in the operation of nuclear reactors containing such components is the ability of such components to withstand environmentally prone cracks. First, it is desirable to extend the duration of the operating cycle of the fuel assembly as much as possible. Thus, it is desirable to extend the current 12 month general duration to 18 months or even 24 months. Second, conditions specific to the primary medium in the LWR reactor are suitable for the occurrence of environmental cracking. This applies equally to reactors where gases, molten salts or liquid metals are used as heat transfer fluids when the oxidation phenomenon is exacerbated by reaching very high temperatures. In the case of pressurized water reactors, it has been empirically shown that grid springs, in particular made of alloy 718, may be fractured during use, as a result of the development of environmentally promoted cracking phenomena, in particular stress corrosion cracking (SCC). Fractures or cracks have also been found in cluster guide pins made of X750 alloy, pipe structures of steam generators made of 600 alloy, bushings of vessel bottoms, and weld zones. All of these parts are made of nickel-based alloys of various grades.

니켈기 합금으로 제조된 구성 요소, 특히 718 합금으로 제조된 구성 요소의 신뢰성을 향상시키기 위해서는, 그러한 구성 요소의 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 수단을 발견할 필요가 있다.In order to improve the reliability of components made of nickel-based alloys, especially those made of 718 alloys, it is necessary to find a means to reduce the sensitivity to environmentally induced cracking of such components.

지금까지 사용되어 온 해결책은, 무엇보다도, 양호한 산업적 실시 또는 경감 대책을 포함하였다.The solutions that have been used so far include, among other things, good industrial practice or mitigation measures.

따라서, 구조적인 구성 요소의 표면 상태를 기계적으로 (숏 블라스팅, 마이크로비딩, 샌드 블라스팅 ...) 또는 화학적으로 (전해 연마(electro-polishing)) 변화시키기 위한 방법이 제안되었다. 예를 들어, JP-A-2000 053 492는 니켈기 초합금의 단결정 주조 재료의 가장 바깥쪽의 표면층을 산화하고 전기화학적으로 연마함으로써 제거하는 방법을 개시하고 있다. 후속하여, 재결정 온도와 동일하거나 그보다 높은 온도에서 열처리를 수행한다. 그 결과로서, 재료 내의, 환경 조장 균열 현상에 대해 민감하게 하는, 잔류 표면 응력이 제거된다. 그런 다음, 표면은 세라믹 층으로 피복된다. 이 공보는 이러한 방법을 가스 터빈 블레이드에 적용하는 것을 개시하고 있지만, 잔류 응력을 제거하기 위하여 재료의 표면 상태를 변화시키는 방법은 600 및 690 합금으로 제조된 증기 발생기의 튜브에 대해 또한 수행되었다.Therefore, a method for changing the surface state of structural components mechanically (shot blasting, microbeading, sand blasting ...) or chemically (electro-polishing) has been proposed. For example, JP-A-2000 053 492 discloses a method of removing by oxidizing and electrochemically polishing the outermost surface layer of a single crystal casting material of a nickel base superalloy. Subsequently, the heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature. As a result, residual surface stresses in the material, which are sensitive to environmentally induced cracking phenomena, are eliminated. The surface is then covered with a ceramic layer. This publication discloses the application of this method to a gas turbine blade, but the method of changing the surface state of the material to remove residual stress has also been carried out for tubes of steam generators made of 600 and 690 alloys.

또 다른 방법은 재료에 적절한 코팅을 하는 것이다. 따라서, 사용 상태에서 스프링 파괴의 수를 줄이기 위하여 718 합금으로 제조된 그리드 스프링을 니켈 도금하는 것은 흔히 있는 일이다. 다른 유형의 코팅, 예를 들어, 확산에 의한 표면 처리가 또한 가능하다. 따라서, US-A-5 164 270는 9% 내지 30%의 Cr을 함유한 철 합금의 표면에 Nb 및/또는 Zr을 이식하고 그것을 O2 및 S의 가스 혼합물에 노출시키는 방법을 개시하고 있다. 이것은 니켈기 합금에도 또한 적용될 수 있다.Another method is to apply a suitable coating to the material. Therefore, it is common to nickel plate grid springs made of alloy 718 to reduce the number of spring breaks in use. Other types of coatings, for example surface treatment by diffusion, are also possible. Thus, US-A-5 164 270 discloses a method of implanting Nb and / or Zr on the surface of an iron alloy containing 9% to 30% Cr and exposing it to a gas mixture of O 2 and S. This also applies to nickel base alloys.

또 다른 해결책으로 구조적인 요소에 대해 전반적으로 또는 국부적으로 고 온(1100℃)에서 열처리를 수행하여 재료의 미세 구조를 변화시키는 방법이 있다. 따라서, 국부적인 열처리는 600 합금으로 제조된 증기 발생기의 굴곡부에 대해 수행된다. 이러한 방식으로 718 합금 내의 δ 상태의 흔적을 모두 제거하기 위한 시도가 또한 수행되었다 (US-A-5 047 093 참조).Another solution is to change the microstructure of the material by performing heat treatment at high temperatures (1100 ° C.) on the structural elements as a whole or locally. Therefore, local heat treatment is performed on the bend of the steam generator made of 600 alloy. In this way an attempt was also made to remove all traces of the δ state in the 718 alloy (see US-A-5 047 093).

또 다른 해결책으로 때때로 새로운 합금 등급의 개발에 이를 수 있는, 매우 극단적이거나 그다지 극단적이지 않은 방식으로 재료의 화학적 성분을 변화시키는 방법이 있다. 따라서, 증기 발생기의 튜브를 제조함에 있어서, 600 합금은 690 합금으로 대체되었다. 이러한 방법은 연구 개발에 많은 비용이 소요되며, 산업상 이용 가능성 측면에서 기술적으로 및/또는 경제적으로 발전의 여지가 있는 결과에 항상 이르지는 않는다.Another solution is to change the chemical composition of the material in a very extreme or not extreme manner that can sometimes lead to the development of new alloy grades. Thus, in making the tubes of the steam generator, alloy 600 was replaced with alloy 690. Such methods are expensive to research and develop, and do not always lead to technically and / or economically viable results in terms of industrial availability.

최종적으로, 재료가 받게 되는 응력 레벨을 감소시키기 위하여 재료 자체에 대해서는 조치가 취해짐이 없이, 구조의 설계에 대해서만 조치가 취해졌다. 그러한 방법은 어떤 경우에도 마찬가지로 개발에 많은 비용이 소요되고, 종종 실패로 끝나게 된다. Finally, no action is taken on the material itself in order to reduce the stress level the material is subjected to, but only on the design of the structure. Such a method is, in any case, expensive to develop, and often ends in failure.

일반적으로, 양호한 실시를 위한 이들 규칙은, 재료의 본질적인 특징에 접근하기 위하여 재료의 특성을 영속적으로 그리고 명확하게 개선하는 쪽보다는, 오히려 재료가 받게 되는 응력을 견디기 위한 구조의 능력을 최적화하는 쪽으로 기울어 있다. In general, these rules for good practice lean toward optimizing the structure's ability to withstand the stresses that the material is subjected to, rather than permanently and clearly improving the properties of the material to access the essential features of the material. have.

본 발명의 목적은,설계와는 상관없이, 특히 동작 주기의 지속 시간을 연장하기 위하여, 니켈기 합금으로 제조되며, 환경 조장 균열 현상을 발생시키는 조건에 놓이는 원자로의 구성 요소의 성능 및 신뢰성을 향상시키기 위한 수단을 제공하는 데에 있다. 그러한 수단은 또한 환경 조장 균열 현상에 대한 재료의 민감도를, 재료의 그 밖의 다른 특징과 거의 또는 전혀 상충됨이 없이, 제거할 수 있어야만 한다. It is an object of the present invention to improve the performance and reliability of the components of a reactor, made of nickel-based alloys, which, regardless of design, in particular in order to extend the duration of the operating cycle, are subjected to conditions which cause environmental cracking. To provide a means to do so. Such means must also be able to remove the material's sensitivity to environmentally responsible cracking phenomena with little or no conflict with other features of the material.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 환경 조장 균열 현상에 대한 니켈기 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리 방법으로서, 합금이 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12% - 40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% - 15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1% - 15%, Nb = 0% - 10%, Ta ≤ 10% 을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 열처리 방법에 있어서, 합금이 순수한 수소의 분위기에서 또는 불활성 가스가 혼합된 적어도 100 ppm의 수소를 함유하는 분위기에서 950℃ 내지 1160℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a heat treatment method for reducing the sensitivity of nickel-based alloys to environmental cracking phenomenon, the alloy is a component of the weight ratio defined as follows, that is, C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12%-40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1%-15%, Ti ≤ 5%, In the heat treatment method of B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1%-15%, Nb = 0%-10%, Ta ≤ 10%, the remainder is Fe and impurities inevitably generated during the heat treatment process And an alloy is maintained at a temperature of 950 ° C to 1160 ° C in an atmosphere of pure hydrogen or in an atmosphere containing at least 100 ppm hydrogen mixed with an inert gas.

상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는 950℃ 내지 1010℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.Heat treatment to reduce the sensitivity to the environmental promoting cracking may be performed at a temperature range of 950 ℃ to 1010 ℃.

상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는 1010℃ 내지 1160℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.Heat treatment to reduce the sensitivity to the environmental promoting cracking can be carried out in a temperature range of 1010 ℃ to 1160 ℃.

상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는, 그 야금 구조를 변화시키기 위한 처리가 후속적으로 이루어지는, 반제품에 대해 수행될 수 있다. The heat treatment to reduce the sensitivity to the environmental promoting cracking phenomenon can be performed on the semifinished product, which is subsequently subjected to a treatment for changing the metallurgical structure.

상기 열처리는 어닐링, 재결정, 고용화 열처리, 또는 에이징(aging)으로도 불리는 경화일 수 있다. The heat treatment can be annealing, recrystallization, solid solution heat treatment, or curing, also referred to as aging.

상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는, 그 야금 구조를 변화시키기 위한 처리가 후속적으로 이루어지지 않는, 제품에 대해 수행될 수 있다. A heat treatment to reduce the sensitivity to the environmentally responsible cracking phenomenon can be performed on the product, which is not subsequently subjected to a treatment to change its metallurgical structure.

환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄인 후에, 합금은 기계가공(machining) 또는 연마될 수 있다. After reducing the susceptibility to environmentally responsible cracking, the alloy can be machined or polished.

상기 민감도를 줄이기 위한 열처리는 상기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 화합물의 면전에서 수행될 수 있다. Heat treatment to reduce the sensitivity may be performed in the presence of a compound having a greater affinity for oxygen than the alloy.

상기 화합물은 Al, Zr, Ti, Hf 등의 금속, 이들 금속 중 적어도 하나의 금속을 함유하는 합금, Mg, Ca 등의 요소, 또는 그러한 요소의 화합물이다. The compound is a metal such as Al, Zr, Ti, Hf, an alloy containing at least one of these metals, an element such as Mg, Ca, or a compound of such an element.

적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리가 수행되는 동안, 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 금속, 합금, 또는 화합물로 된 시트에 의해 감싸질 수 있다.Nickel-based alloys may be wrapped by sheets of the metal, alloy, or compound that have a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloys, while at least a heat treatment is performed to reduce sensitivity to environmentally induced cracking phenomena.

적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리가 수행되는 동안, 상기 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 금속, 합금, 또는 화합물로 제조된 하나 이상의 벽을 갖는 박스 내에 배치될 수 있다.The box having one or more walls made of the metal, alloy, or compound having a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloy while at least a heat treatment is performed to reduce sensitivity to environmentally induced cracking phenomena. Can be disposed within.

적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리가 수행되는 동안, 상기 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 금속, 합금, 또는 화합물의 분말 내에 놓일 수 있다.The nickel-based alloy may be placed in the powder of the metal, alloy, or compound that has a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloy while at least a heat treatment is performed to reduce sensitivity to environmentally induced cracking phenomena.

합금은 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.08%, Mn ≤ 0.35%, Si ≤ 0.35%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni = 50% - 55%, Cr = 17% - 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2% - 0.8%, Mo = 2.8% - 3.3%, Ti = 0.65% - 1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75% - 5.5%을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물일 수 있다. The alloy is composed of components with a defined weight ratio as follows: C <0.08%, Mn <0.35%, Si <0.35%, P <0.015%, S <0.015%, Ni = 50%-55%, Cr = 17%-21 %, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2%-0.8%, Mo = 2.8%-3.3%, Ti = 0.65%-1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75%-5.5% The remainder may be Fe and impurities which inevitably occur during the heat treatment process.

본 발명은 또한 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12% - 40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% - 15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1% - 15%, Nb = 0% - 10%, Ta ≤ 10% 을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 니켈기 합금으로 부품을 제조하는 부품 제조 방법에 있어서, 상기한 유형의 환경 조장 균열 현상에 대한 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법을 제공한다.The invention also relates to components of a defined weight ratio as follows: C <0.10%, Mn <0.5%, Si <0.5%, P <0.015%, S <0.015%, Ni> 40%, Cr = 12%-40% , Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1%-15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1%-15%, Nb = 0%-10%, In the component manufacturing method of manufacturing a part with Ta ≤ 10%, the remainder is a Fe-based nickel-based alloy which is an inevitable impurity during the heat treatment process, to reduce the sensitivity of the alloy to the above-mentioned environmental promoting cracking phenomenon It provides a component manufacturing method comprising a heat treatment.

본 발명은 또한 니켈기 합금으로 제조된 부품으로서, 상기 합금이 상기한 유형의 환경 조장 균열 현상에 대한 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리를 받은 것을 특징으로 하는 부품을 제공한다. The present invention also provides a component made of a nickel-based alloy, wherein the alloy has been subjected to a heat treatment to reduce the sensitivity of the alloy to the above-mentioned environmental promoting cracking phenomena.

상기 부품은 원자로 연료 어셈블리의 구조적인 요소일 수 있다.The component may be a structural element of the reactor fuel assembly.

상기 부품은 그리드 스프링, 억제(hold-down) 어셈블리, 또는 스크루일 수 있다.The component can be a grid spring, a hold-down assembly, or a screw.

상기 부품은 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.08%, Mn ≤ 0.35%, Si ≤ 0.35%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni = 50% - 55%, Cr = 17% - 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2% - 0.8%, Mo = 2.8% - 3.3%, Ti = 0.65% - 1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75% - 5.5%을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 니켈기 합금으로 제조될 수 있다. The parts are composed of components with a defined weight ratio as follows: C <0.08%, Mn <0.35%, Si <0.35%, P <0.015%, S <0.015%, Ni = 50%-55%, Cr = 17%- 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2%-0.8%, Mo = 2.8%-3.3%, Ti = 0.65%-1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75%-5.5 % And the remainder may be made of Fe and nickel-based alloys which are inevitable impurities during the heat treatment process.

상기 부품은 원자로의 냉각 회로의 요소일 수 있다.The component may be an element of the cooling circuit of the reactor.

상기 부품은 파이프, 클러스터 가이드 핀, 스프링, 열교환기, 스크루, 볼트, 또는 니켈기 합금으로 제조되고 열전달 유체와 접촉하는 그 밖의 다른 구성 요소일 수 있다.The component may be a pipe, cluster guide pin, spring, heat exchanger, screw, bolt, or other component made of a nickel base alloy and in contact with the heat transfer fluid.

상기 부품은 형삭(shaping), 기계가공, 또는 절삭 방법에 의해 부품으로 제조될 수 있는 반제품일 수 있다. The part can be a semifinished product which can be made into the part by shaping, machining or cutting methods.

상기 부품은 시트, 스트립, 와이어, 바, 또는 블랭크를 구성할 수 있다.The part may constitute a sheet, strip, wire, bar, or blank.

상기한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 수소 분위기에서 또는 수소를 함유하는 분위기에서, 강력한 환원제의 면전에서, 수행되는 재료의 열처리를 개발하는 데에 최우선적으로 기초한다. 열처리를 통해, 합금은, 이하에서 설명하는 메커니즘에 의해, 환경 조장 균열 현상에 대해 영속적으로 그 민감도가 줄어들게 된다.As can be seen from the above description, the present invention is first and foremost based on developing a heat treatment of the material to be performed in the presence of a powerful reducing agent, in a hydrogen atmosphere or in an atmosphere containing hydrogen. Through heat treatment, the alloy is permanently reduced in sensitivity to environmentally induced cracking phenomena by the mechanism described below.

이러한 민감도를 줄이기 위한 열처리는 예상된 기계적인 특징을 획득하기 위하여 당해 기술분야의 숙련된 기술자에 의해 일반적으로 적용되는 열처리를 대신하 는 것이 아니라 그에 추가하여 사용될 수 있다.Heat treatments to reduce this sensitivity can be used in place of, but in place of, those generally applied by those skilled in the art to obtain the expected mechanical characteristics.

718 합금으로 제조된 스트립으로부터 취한 시험편에 대해 Ar-H2 (5%) 가스 혼합물 내에서 980℃의 온도로 100 시간(h) 동안 등온 상태로 유지시키면서 열처리를 수행한 후, 획득된 재료가 환경 조장 균열 현상에 의한 입자간 취성 파괴에 대해 현저히 낮은 민감도를 나타냈으며, 그러한 민감도는 시험편의 외표면을 연마한 후에 더욱 제거될 수 있음을 발견하였다.The test piece taken from a strip made of 718 alloy was subjected to an annealing for 100 hours (h) at an temperature of 980 ° C. in an Ar-H 2 (5%) gas mixture, followed by heat treatment. It was found to have a significantly lower sensitivity to brittle fractures due to coarse cracking, which was found to be further removed after polishing the outer surface of the specimen.

이러한 관찰에 의해 발명자는 적어도 부품의 표면 부근에서의 탄소, 산소 및 질소의 함량을 감소시킴으로써 718 합금 및 그와 유사한 재료의 성분의 개작에 대한 실마리를 얻게 되었다. 따라서, 환경 조장 균열 현상에 대한 부품의 민감도를 크게 줄일 수 있었고, 고온(> 350℃)에서의 입자간 균열에 대한 부품의 민감도를 크기 줄일 수 있었으며, 그 결과 부품은, 환경 조장 균열 현상이 통상적으로 문제가 될 가능성이 있는 조건에서 동작할 필요가 있는, 연료 어셈블리 또는 냉각 회로의 구조적인 요소가 되기에 매우 적합한 상태가 된다. 이는 특히 가압수형 원자로(PWR)에 적용된다. 그러나, 본 발명은 비등수형 원자로(BWR)에 또한 적용될 수 있고, 가스, 용융염 또는 액체 금속에 의해 냉각되는 원자로에 또한 적용될 수 있으며, 액체 또는 기체 매체 내에서 중간 온도(200℃ - 500℃) 또는 높은 온도(500℃ - 1200℃)의 산화 조건에서 동작하는 니켈기 합금의 구조적인 요소를 사용하는 그밖의 다른 장비에도 또한 적용될 수 있다.This observation gave the inventors a clue to the modification of the components of the 718 alloy and similar materials by reducing the content of carbon, oxygen and nitrogen at least near the surface of the part. Therefore, the sensitivity of the component to environmental cracking can be greatly reduced, and the sensitivity of the component to intergranular cracking at high temperatures (> 350 ° C.) can be significantly reduced. This is a very suitable condition to be a structural element of the fuel assembly or the cooling circuit, which needs to be operated under conditions that may be problematic. This applies especially to pressurized water reactors (PWRs). However, the present invention can also be applied to boiling water reactors (BWRs), and also to reactors cooled by gas, molten salt or liquid metal, and intermediate temperatures (200 ° C.-500 ° C.) in liquid or gaseous media. Or other equipment that uses structural elements of nickel-based alloys that operate at high temperatures (500 ° C-1200 ° C) oxidation conditions.

그럼에도 불구하고, 민감도를 줄이기 위한 열처리가 적용 가능성이 낮은 미 소 구조에 대해 수행되는 경우, 민감도를 줄이기 위한 열처리는 의도되는 활용 분야에 잘 적응시키기 위한 합금의 구조 및 기계적인 특성을 원상태로 돌리기 위한 그 밖의 다른 열처리 및/또는 열기계 처리와 결합되어야만 한다.Nevertheless, if a heat treatment to reduce the sensitivity is carried out on a less applicable microstructure, then the heat treatment to reduce the sensitivity is intended to restore the structural and mechanical properties of the alloy to adapt well to the intended application. It must be combined with other heat treatments and / or thermomechanical treatments.

수성 매체, 예를 들어, 경수형 원자로의 일차 유체 내에서의 환경 조장 균열 현상에 의한 니켈기 합금의 균열을 설명하기 위한 가능성이 가장 높은 메커니즘은 다음과 같다. 이것은 일차 유체를 구성하는 물의 해리로부터 파생되는 산소 원자의 입자간 확산에 기초한다. 다양한 메커니즘이 기계적 강도를 떨어뜨리는 입자 경계에서 발생할 수 있다. 특히, 다음과 같은 메커니즘이 발생한다. The most likely mechanism for accounting for cracks in nickel-based alloys due to environmentally promoted cracking phenomena in the primary fluid of an aqueous medium, such as a hard water reactor, is as follows. This is based on the interparticle diffusion of oxygen atoms derived from the dissociation of water constituting the primary fluid. Various mechanisms can occur at grain boundaries that degrade mechanical strength. In particular, the following mechanism occurs.

- 탄소의 산화에 의한 CO 및 CO2의 형성,The formation of CO and CO 2 by oxidation of carbon,

- Cr2O3 등의 하나 이상의 취화된(embrittling) 산화물의 형성,The formation of one or more embrittling oxides, such as Cr 2 O 3 ,

- 산소에 의한 입자 경계에서의 본질적인 취화, 및Intrinsic embrittlement at the particle boundary by oxygen, and

- 황을 함유하는, 열처리 과정에서 발생되는 불순물인, 침전물과 산소의 반응에 의해 매우 취화된 황의 방출.The release of sulfur which is very embrittled by the reaction of precipitates and oxygen, which are sulfur-containing impurities, which arise during the heat treatment process.

유사한 메커니즘이 그 밖의 다른 열전달 유체와 함께 존재한다. 그러한 상황에서, 산소 원자는 주변의 매체에 존재하는 불순물 또는 매체 자신으로부터 나오며, 더욱 소량의 산소가 니켈기 합금으로 제조되는 구성 요소의 높은 작동 온도에 의해 보상된다.Similar mechanisms exist with other heat transfer fluids. In such a situation, oxygen atoms come from the medium itself or from the impurities present in the surrounding medium, and even smaller amounts of oxygen are compensated by the high operating temperatures of the components made of nickel base alloys.

종래의 연구(논문의 제목 "단결정 초합금의 산화 내성 및 임계 황 함량(Oxidation resistance and critical sulfur content of single-crystal superalloys)" 작성자: 제이.엘. 스미알렉(J.L. Smialek), 국제 가스 터빈 및 항공 엔진 학회 및 전시회(International Gas Turbine and Aeroengine Congress & Exhibition), 버밍햄, 1996년 6월 10일 - 13일)에 의하면, 수소 함유 분위기에서 고온(1200℃ - 1300℃)에 노출되는 시간을 연장(8시간 - 100시간) 시키는 경우에 H2S의 증발에 의해 단결정 니켈기 합금의 표면으로부터 황이 제거되는 것을 보여 주었다. 이 방법은 재료가 파쇄되는 문제를 감소시키기 위하여 의도된 것이다. 그럼에도 불구하고, 이 방법은 단결정이 아닌 니켈기 초합금에도 적용될 수 있다. 그러한 상황에서, 높은 온도는 입자의 성장을 야기하며, 반드시 바람직하지는 않은 결정 구조의 변형을 야기한다.Conventional research (article titled "Oxidation resistance and critical sulfur content of single-crystal superalloys" by JL Smialek, international gas turbine and aviation engine According to the International Gas Turbine and Aeroengine Congress & Exhibition, Birmingham, June 10-13, 1996, prolonged exposure to high temperatures (1200 ° C-1300 ° C) in a hydrogen-containing atmosphere (8 hours) 100 hours) showed that sulfur was removed from the surface of the single crystal nickel-based alloy by evaporation of H 2 S. This method is intended to reduce the problem of material fracture. Nevertheless, this method can be applied to nickel-based superalloys that are not single crystals. In such a situation, high temperatures cause the growth of the particles and cause deformation of the crystal structure, which is not necessarily desirable.

따라서, 발명자는 다음의 성분을 갖는 스트립으로부터 취한 시험편에 대해 일차 시험을 수행하였다. C ≤ 0.016%, Ni = 53.7%, B = 0.0009%, Mn = 0.11%, Mg = 0.0087%, Mo = 2.88%, Fe = 18.03%, Si = 0.12%, Al = 0.54%, Co = 0.04%, P = 0.005%, Cu = 0.03%, S = 0.00034%, Ti = 1.04%, Cr = 18.1%, Nb + Ta = 5.15%. 산소의 공간 압력을 감소시키기 위하여 Ar-H2 (5%) 혼합물이 흐르는 동안 시료를 덮는 NiCoCrAlYTa 분말을 사용하여 처리를 하였다. 후속하여 다음의 단계가 수행되었다.Thus, the inventors conducted a primary test on test pieces taken from strips having the following components. C ≤ 0.016%, Ni = 53.7%, B = 0.0009%, Mn = 0.11%, Mg = 0.0087%, Mo = 2.88%, Fe = 18.03%, Si = 0.12%, Al = 0.54%, Co = 0.04%, P = 0.005%, Cu = 0.03%, S = 0.00034%, Ti = 1.04%, Cr = 18.1%, Nb + Ta = 5.15%. Treatment was performed using NiCoCrAlYTa powder covering the sample while the Ar-H 2 (5%) mixture was flowing to reduce the spatial pressure of oxygen. Subsequently the following steps were performed.

· 980℃의 온도에서 100 시간 동안 열처리를 수행하였다. 이 열처리는 입자 성장을 제한하지만 환경 조장 균열 현상을 피하는 것이 바람직할 때에는 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 고려되는 δ 상태 침전이 야기된다. Heat treatment was performed at a temperature of 980 ° C. for 100 hours. This heat treatment limits particle growth, but when it is desirable to avoid environmentally promoting cracking phenomena, a δ state precipitation, which is generally considered undesirable, is caused.

· 1 시간 동안 1080℃의 온도로 유지하여 δ 상태를 해결된 상태로 되돌림으로써 입자의 성장을 또한 야기하였다. The growth of particles was also caused by keeping the temperature at 1080 ° C. for 1 hour to return the δ state to the resolved state.

· 8 시간 동안 720℃의 온도로 경화(에이징)시키거나 8 시간 동안 620℃의 온도로 경화(에이징)시켰다.Curing (aging) at a temperature of 720 ° C. for 8 hours or curing (aging) at a temperature of 620 ° C. for 8 hours.

처리 후에, 원자로는 H2S의 냄새를 풍겼다. 그럼에도 불구하고, 광방출 질량 분광법에 의한 미세한 분석은 황의 양의 현저한 저하를 보여주지 못하였으나, 탄소, 질소 및, 그 중에서도, 산소의 양의 매우 현저한 저하를 보여주었다. After the treatment, the reactor smelled of H 2 S. Nevertheless, minute analysis by light emission mass spectroscopy did not show a significant drop in the amount of sulfur, but a very significant drop in the amount of carbon, nitrogen and, inter alia, oxygen.

공기 중에서 650℃의 온도에서, 10-3s-1의 비율로 인가된, 견인 시험은 일부 초기 입자간 균열을 갖는 시험편 파괴를 야기하였지만, 열처리되지 않은 기준 시료보다 그 양은 현저히 작았다.The traction test, applied at a rate of 10 −3 s −1 at a temperature of 650 ° C. in air, resulted in specimen failure with some initial intergranular cracks, but the amount was significantly smaller than that of the unannealed reference sample.

이전의 시험편과 동일한 시험편의 각각의 면을 15 ㎛에 걸쳐 연마하여 전체적으로 민감도를 줄이지 않은 표면 영역을 제거함으로써 전체적으로 입자내 연성 파면(fracture surface)을 획득하였다.Intraparticle soft fracture surfaces were obtained as a whole by polishing each face of the same specimen as the previous one over 15 μm to remove surface areas that did not reduce overall sensitivity.

연마는 선택적인 동작이다. 민감도를 줄이는 공정에 연마를 도입하게 되면 열처리의 지속 시간을 감소시킬 수 있다.Polishing is an optional operation. Incorporating polishing into a process that reduces sensitivity can reduce the duration of heat treatment.

대조적으로, 열처리 분위기 내에 H2가 존재하지 않는 경우를 제외하고, 상기한 조건에서 열처리되고 연마된 시험편은 계속해서 입자간 파면을 나타내었다.In contrast, the test piece heat-treated and polished under the above conditions continued to exhibit intergranular wavefront, except when H 2 was not present in the heat treatment atmosphere.

처리의 이점은 대개 열처리 중에 크게 감소되는 분위기의 속성으로부터 유래한다.The benefits of the treatment usually stem from the nature of the atmosphere, which is greatly reduced during the heat treatment.

- 합금 내에 존재하는 산소, 탄소, 및 질소가, 특히 입자 경계로부터, 제거된다.Oxygen, carbon, and nitrogen present in the alloy are removed, in particular from the grain boundaries.

- 시료의 표면이 산화되는 것을 방지한다. -Prevent the surface of the sample from oxidizing;

이러한 입자 경계에서의 취성의 제거는 환경 조장 균열 현상에 대한 재료의 민감도를 줄이는 데에 유리하다. This removal of brittleness at the grain boundaries is advantageous for reducing the material's sensitivity to environmentally induced cracking phenomena.

후속하여, 상기한 양호한 결과를 확인하고 적절한 열처리의 범위를 결정하기 위한 시험이 수행되었다. Subsequently, tests were conducted to confirm the good results described above and to determine the appropriate range of heat treatment.

시료로는 환경 조장 균열 현상(원자로 내에서 사용될 때 관측되는 균열 현상)에 대한 높은 민감도를 나타내는 것으로 알려진 0.27 mm 두께의 시트가 사용되었다. As a sample, a sheet of 0.27 mm thickness was used, which was known to exhibit high sensitivity to environmentally induced cracking (cracking observed when used in a reactor).

오스테나이트 입자 성장을 피하고 δ 상태 침전을 제한하기 위하여, 민감도를 줄이기 위한 열처리 온도는 990℃ ± 10℃로 설정되었다.In order to avoid austenite grain growth and to limit the δ state precipitation, the heat treatment temperature to reduce the sensitivity was set to 990 ° C ± 10 ° C.

처리 분위기는 Ar-H2 (5%) 이었다.The treatment atmosphere was Ar-H 2 (5%).

시료는 다음의 성분, 즉 Al = 5%, C = 0.02%, Cr = 22%, Mn = 0.2%, Si = 0.3%, Y = 0.1%, Zr = 0.01%, 나머지 = Fe를 갖는 FeCrAlY 합금으로 된 시트로 감샀다. The sample was made of a FeCrAlY alloy with the following components: Al = 5%, C = 0.02%, Cr = 22%, Mn = 0.2%, Si = 0.3%, Y = 0.1%, Zr = 0.01%, and the balance = Fe I wrapped it with a sheet.

민감도를 줄이기 위한 열처리의 지속 시간은 최대 100 시간이었다. The duration of the heat treatment to reduce the sensitivity was up to 100 hours.

환경 조장 균열 현상에 대한 민감도의 감소의 품질은 다음과 같이 하여 판단하였다.The quality of the decrease in sensitivity to environmental cracking was evaluated as follows.

· 10-3s-1 정도의 속도로 650℃의 공기 내에서 견인 시험을 수행하였다. 파괴 양상과 관련된 결과는 가스 매체, 용융염 매체, 또는 액체 금속 매체 내에서 고온의 조건에서 획득되는 것들을 대표하는 것으로서 고려되었다. Traction tests were performed in air at 650 ° C. at a rate of about 10 −3 s −1 . The results associated with the failure mode were considered to be representative of those obtained under high temperature conditions in a gas medium, molten salt medium, or liquid metal medium.

· PWR 일차 매체(25℃에서 6.4와 동일한 pH를 나타내며, 리틴(lithine)의 형태로 추가된 2 ppm의 리튬과 붕산의 형태로 추가된 1200 ppm의 보론을 함유하는, 공기가 제거된 순수한 물) 내에서 350℃의 온도에서 (대략 1.7 x 10-8s-1의 속도로) 느린 견인 시험을 수행하였다. F-, Cl-, 및 So4 -2의 양이 30 ppb 미만인 경우 수소의 부분 압력은 0.5 바로 설정되었고, 환경 조장 균열 현상에 가장 민감한 구역인 그리드 지지 레그의 형상과 가능한 한 근사하도록 시뮬레이션하기 위하여 V자형 시험편에 대해 느린 견인 시험이 수행되었다.PWR primary medium (de-aired pure water with a pH equal to 6.4 at 25 ° C. and containing 1200 ppm boron added in the form of lithium and boric acid added in the form of lithine) A slow traction test was performed at a temperature of 350 ° C. (at a speed of approximately 1.7 × 10 −8 s −1 ). F -, Cl -, and the partial pressure of hydrogen is less than if So 4 -2 30 ppb amounts of 0.5 was immediately set, to simulation to approximate as possible to the most sensitive areas of the image of the grid to the support legs environment promotes cracking phenomenon Slow traction tests were performed on the V-shaped specimens.

· 민감도를 줄이는 공정이 행해진 후에 그리드 스프링에 대해 느린 압축 시험이 수행되었다.Slow compression tests were performed on the grid springs after the process of reducing sensitivity was performed.

718 합금으로 된 시험편은 단면이 2 x 0.27 mm2 또는 3 x 0.27 mm2 이었으며, 다음과 같은 성분을 구비하였다. C = 0.016%, Ni = 53.7%, B = 0.0009%, Mn = 0.11%, Mg = 0.0087%, Mo = 2.88%, Fe = 18.03%, Si = 0.12%, Al = 0.54%, Co = 0.04%, P = 0.005%, Cu = 0.03%, S = 0.00034%, Ti = 1.04%, Cr = 18.1%, Nb + Ta = 5.15%. Specimens of 718 alloy had a cross-section of 2 x 0.27 mm 2 or 3 x 0.27 mm 2 and were provided with the following components. C = 0.016%, Ni = 53.7%, B = 0.0009%, Mn = 0.11%, Mg = 0.0087%, Mo = 2.88%, Fe = 18.03%, Si = 0.12%, Al = 0.54%, Co = 0.04%, P = 0.005%, Cu = 0.03%, S = 0.00034%, Ti = 1.04%, Cr = 18.1%, Nb + Ta = 5.15%.

시험편은, 시험에 따라, Ar-H2 (5%)의 분위기에서 980℃의 온도로 30분 내지 100 시간 동안 유지시키고, 후속하여, 관련된 항목에 통상적으로 적용되는 에이징 처리에 따라, 동일한 분위기에서 또는 진공 상태에서 8 시간 동안 720℃의 온도로 에이징시키고, 그런 다음, 8 시간 동안 620℃의 온도로 에이징시킴으로써 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리를 수행하였다. 두 가지 기준 시험에 있어서, 980℃에서 민감도를 줄이기 위한 공정은 수행되지 않았다. 한가지 시험의 경우, FeCrAlY로 된 시트로 시료를 덮는 단계는 FeCrAlY로 제조된 박스 내에 시험편을 두는 단계로 대체되었다. The test pieces were kept in the atmosphere of Ar-H 2 (5%) at a temperature of 980 ° C. for 30 minutes to 100 hours, and subsequently in the same atmosphere, according to the aging treatment normally applied to the relevant items. Alternatively, a heat treatment was performed to reduce the sensitivity to environmental crack cracking by aging at a temperature of 720 ° C. for 8 hours in a vacuum state and then 620 ° C. for 8 hours. In both baseline tests, no process was performed to reduce the sensitivity at 980 ° C. For one test, the step of covering the sample with a sheet of FeCrAlY was replaced by placing the specimen in a box made of FeCrAlY.

열처리가 수행된 후, 파면이 입자간(IG)에 존재하는지, 입자내(TG)에 존재하는지, 아니면 이들 두 경우 모두에 존재하는지를 판단하기 위하여 파면이 검사되었다. After the heat treatment was performed, the wavefront was examined to determine whether the wavefront is present in the intergranular (IG), in the particle (TG), or in both cases.

결과가 표 1에 요약되어 있다.The results are summarized in Table 1.

표 1: 공기 내에서 650℃의 온도로 그리고 PWR 일차 매체 내에서 350℃의 온도로 시료를 견인 시험하기 위한 열처리 조건 - 시험 결과Table 1: Heat Treatment Conditions for Towing Testing Samples at Temperatures of 650 ° C. in Air and 350 ° C. in PWR Primary Media—Test Results

시험exam 열처리Heat treatment 분위기atmosphere 파괴의 유형Type of destruction 1One 720℃/8h+620℃/8h720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h 진공vacuum 양쪽both side 22 720℃/8h+620℃/8h 후속하여 연마720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Subsequent Polishing 진공vacuum 양쪽both side 33 980℃/100h+1080℃/1h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 100h + 1080 ℃ / 1h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum TGTG 44 980℃/96h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 96h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 TGTG 55 980℃/48h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 48h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 TGTG 66 980℃/48h+720℃/8h+620℃/8h FeCrAlY 박스980 ℃ / 48h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h FeCrAlY Box Ar-H2 Ar-H 2 TGTG 77 980℃/48h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 48h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum TGTG 88 980℃/39h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 39h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum TG 또는 양쪽TG or both 99 980℃/36h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 36h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 TG 또는 양쪽TG or both 1010 980℃/33h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 33h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 1111 980℃/30h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 30h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 양쪽both side 1212 980℃/27h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 27h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 양쪽both side 1313 990℃/24h+720℃/8h+620℃/8h990 ℃ / 24h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 양쪽both side 1414 980℃/240h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 240h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 양쪽both side 1515 980℃/21h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 21h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 1616 980℃/18h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 18h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 1717 980℃/15h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 15h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 1818 980℃/12h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 12h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2 Ar-H 2 양쪽both side 1919 980℃/9h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 9h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 2020 980℃/6h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 6h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 2121 980℃/3h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 3h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 2222 980℃/1h+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 1h + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side 2323 980℃/0h30+720℃/8h+620℃/8h980 ℃ / 0h30 + 720 ℃ / 8h + 620 ℃ / 8h Ar-H2/진공Ar-H 2 / vacuum 양쪽both side

파괴 양상은 시험 조건 양쪽 모두에서 동일하였다.The failure pattern was the same in both test conditions.

시험편 1 및 2는 민감도를 줄이기 위한 열처리를 받지 않았으며, 파면은 입자간 취성 특징 및 입자내 연성 특징을 나타내었다. Specimens 1 and 2 were not subjected to heat treatment to reduce the sensitivity, and the wavefront exhibited intergranular brittleness and intragranular ductility.

시험편 3 내지 23은 그러한 열처리를 받았으며, 다음과 같은 특징을 나타내었다.Test pieces 3 to 23 were subjected to such heat treatment, and exhibited the following characteristics.

- 파면은 입자간 취성 특징 및 입자내 연성 특징을 나타내었다. 또는The wavefront showed intergranular brittleness and intragranular ductility. or

- 파면은 순수한 입자내 연성 특징을 나타내었다.-The wavefront showed pure intragranular ductility characteristics.

파면의 입자내 연성 속성은 민감도를 줄이기 위한 열처리가 오랜 시간 수행 되었을 때 더욱 눈에 띄었다. 열처리 시간이 36 시간이었을 때 순수한 입자내 파면이 일부 발견되었고, 열처리 시간이 39 시간을 초과하자 파면은 모두 순수한 입자내 파면이었다. 따라서, 36 시간 내지 39 시간의 범위에 놓이는 열처리 지속 시간은 시료 전체의 민감도를 줄이기 위한 열처리의 한계 시간이며, 그러한 상황에서, 부분적으로 또는 전체적으로 민감도를 감소시키는 것은 온도 등의 열처리 조건의 변동에 좌우된다. The intergranular ductility of the wavefront was more pronounced when the heat treatment to reduce the sensitivity was performed for a long time. When the heat treatment time was 36 hours, some pure intraparticle wavefronts were found. When the heat treatment time exceeded 39 hours, all of the wavefronts were pure intraparticle wavefronts. Thus, the heat treatment duration in the range of 36 hours to 39 hours is the limit time of the heat treatment to reduce the sensitivity of the entire sample, and in such a situation, the reduction of the sensitivity, in part or in whole, depends on the variation of the heat treatment conditions such as temperature. do.

따라서, 980℃의 온도에서 적어도 40 시간 동안 행해지는 민감도를 줄이기 위한 열처리는 공기 중에서 650℃의 온도에서 행해지는 환경 조장 균열 현상에 대한 재료의 민감도의 완전한 감소를 항상 획득하기 위한 이들 시트에 대해 완전하게 효과적이다. Thus, a heat treatment to reduce the sensitivity for at least 40 hours at a temperature of 980 ° C. is complete for these sheets to always obtain a complete reduction in the sensitivity of the material to environmental promoting cracking phenomena at a temperature of 650 ° C. It is effective to do.

재료의 미소 구조에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리의 효과에 대해서는 다음과 같이 설명할 수 있다.The effect of heat treatment to reduce the sensitivity to the microstructure of the material can be explained as follows.

718 합금이 850℃ 내지 1010℃의 온도로 열처리되면, δ 상태은 온도 및 열처리 시간에 좌우되는 양으로 침전된다. 가열 비율은, 특히 950℃보다 높은 고온에서 존재하는 δ 상태의 양에 또한 큰 영향을 미친다. 가열 비율이 느린 경우, δ 상태은 가열이 행해지는 동안 형성될 수 있다. 따라서, 유지 온도에 따라, δ 상태의 체적 비율은, 온도가 낮으면, 증가하는 경향이 있거나, 온도가 허용 가능한범위의 위쪽 부분에 놓여 있을 때 감소한 다음 안정화되는 경향이 있다. When the 718 alloy is heat treated at a temperature of 850 ° C to 1010 ° C, the δ state is precipitated in an amount depending on the temperature and the heat treatment time. The heating rate also has a great influence on the amount of δ state present, especially at high temperatures above 950 ° C. When the heating rate is slow, the δ state can be formed while the heating is performed. Therefore, depending on the holding temperature, the volume ratio of the δ state tends to increase when the temperature is low, or decreases and then stabilizes when the temperature lies in the upper portion of the acceptable range.

대략 1010℃(합금의 정확한 성분의 함수로서 조금씩 변할 수 있는, δ 상태의 솔버스(solvus) 온도)의 온도를 초과하는 경우, 입자 성장은 고려할 정도로 두 드러지게 되어, 미소 구조가 본 발명의 바람직한 응용에는 별로 잘 적응하지 못하게 된다.If the temperature exceeds approximately 1010 ° C. (the Solvus temperature in δ state, which can change little by little as a function of the exact composition of the alloy), the grain growth is exposed to consideration, so that microstructures are preferred for the present invention. Not very well adapted to the application.

대조적으로, 980℃ 내지 1000℃의 범위에서는, 충분한 유지 시간이 주어지면, 그리고 718 합금의 모든 가능한 성분에 대해서, δ 상태의 작은 입자간 입자들이 제거될 수 있고, 비가용성 침전물이 구상화될(spheroidized) 수 있다.In contrast, in the range of 980 ° C. to 1000 ° C., given sufficient retention time and for all possible components of the 718 alloy, small intergranular particles in the δ state can be removed, and insoluble precipitates will be spheroidized. Can be.

Ar-H2 (5%) 분위기에서 또는 진공 상태에서 980℃의 온도로 96 시간 동안 열처리를 받은 시료에 대한 비교 시험을 수행함으로써 열처리 분위기는 성공적으로 민감도를 줄이기 위한 열처리에 있어서 매우 중요하다는 점이 또한 검증되었다. 진공 상태에서 처리된 시료는 견인 시험이 행해지는 동안 파괴되어 입자간 취성 파면을 가지는 반면에, 수소 함유 분위기에서 처리된 시료는 입자내 연성 파면을 가짐을 명백히 발견하였다. 따라서, 순수한 H2로 이루어진 또는 Ar 등의 불활성 가스가 혼합된 적어도 100 ppm의 H2를 함유하는 수소 함유 분위기의 존재는 본 발명에 있어서는 실로 불가결한 것이다. It is also important to note that by conducting comparative tests on samples subjected to heat treatment for 96 hours at Ar-H 2 (5%) atmosphere or at a temperature of 980 ° C. under vacuum, the heat treatment atmosphere is also very important for heat treatment to successfully reduce sensitivity. Verified. It was clearly found that the sample treated in the vacuum state was broken during the traction test to have intergranular brittle wavefront, while the sample treated in the hydrogen containing atmosphere had an intragranular soft wavefront. Thus, the presence of a hydrogen-containing atmosphere containing at least 100 ppm of H 2 and an inert gas such as Ar or consisting of a pure H 2 is mixed to the chamber is indispensable in the present invention.

연료 어셈블리용 그리드 스프링 등의 본 발명의 바람직한 특정 적용분야에 있어서의 민감도를 줄이기 위한 처리에 후속하여 수행되는 에이징 처리의 경우, 760℃를 초과하지 않는 온도에서 그러한 처리를 수행하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그 온도를 초과하는 경우, δ 상태 침전이 동일한 위치에서 γ' 및 γ" 침전물의 밀도와 결합되는 입자 경계에서 필름 또는 필릿(fillet) 형태로 관측된다. 따라서, PWR의 일차 조건을 대표하는 오토클레이브(350℃) 내에서의 시험이 행해지 는 동안, 합금의 탄성 한계보다 크거나 동일한 응력을 받는 시료에서 종종 균열이 발견된다. 종래의 사상에 따르면, 비교적 낮은 온도에서 과도하게 형성된 δ 상태은 민감도를 줄이기 위한 처리가 행해지는 동안 비교적 높은 온도(950℃를 초과하는 온도)에서 형성되는 δ 상태보다 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도에 더욱 손상을 가한다.In the case of aging treatments which are carried out subsequent to treatments for reducing sensitivity in certain preferred applications of the invention, such as grid springs for fuel assemblies, it is generally desirable to carry out such treatments at temperatures not exceeding 760 ° C. . If the temperature is exceeded, the δ state precipitation is observed in the form of a film or fillet at the grain boundaries that combine with the densities of γ 'and γ "precipitates at the same location. Thus, an autoclave representing the primary conditions of PWRs. During testing within (350 ° C.), cracks are often found in samples that are stressed greater than or equal to the elastic limit of the alloy, and according to the conventional idea, excessively formed δ states at relatively low temperatures reduce sensitivity. It is more damaging to the sensitivity to environmental cracking phenomena than the δ state formed at relatively high temperatures (temperatures above 950 ° C) during the treatment.

발명자가 수행한 실험은, 에이징(740℃ 내지 780℃의 온도로 8 시간 동안 열처리, 그 후에 오븐 내에서 냉각)에 앞서 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 처리를 수행할 때 (980℃, 40 시간), 어떤 경우에도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도가 제거되었고, 그런 식으로, 그 처리 범위 내에서 수행되는 에이징은 환경 조장 균열 현상에 해로운 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주고 있다. 에이징은 단순히 재료의 기계적인 특성을 조절하는 일상적인 기능을 수행하는 것이다. 본 실시예에 있어서, 에이징은 탄성 한계를 증가시킨다.The experiments performed by the inventors were carried out when the treatment to reduce the sensitivity to environmental cracking phenomena prior to aging (heat treatment at a temperature of 740 ° C. to 780 ° C. for 8 hours, then cooling in an oven) (980 ° C., 40 hours), in any case the sensitivity to environmental cracking has been removed, and thus aging carried out within its treatment range shows no detrimental effect on environmental cracking. Aging is simply a routine function of controlling the mechanical properties of the material. In this embodiment, aging increases the elastic limit.

합금의 민감도를 줄이기 위해 절대적으로 필요한 조건은 열처리 분위기가 산화가 아니며, 더욱 바람직하게는, 그 분위기가 재료의 표면 상에 일반적으로 선천적으로 존재하는 산화층을 감소시키는 것이다. 순수한 수소 분위기가 사용되지 않는 한, 처리되는 부품보다 더 큰 친화력을 갖는 산소를 포획하는 합성물의 면전에서 민감도를 줄이기 위한 처리를 수행하는 것이 가장 바람직하다. An absolutely necessary condition for reducing the sensitivity of the alloy is that the heat treatment atmosphere is not oxidized, and more preferably, the atmosphere reduces the oxide layer generally innate on the surface of the material. Unless a pure hydrogen atmosphere is used, it is most desirable to carry out a treatment to reduce the sensitivity in the presence of a composite that captures oxygen having a greater affinity than the component being treated.

이러한 목적을 달성하기 위하여, Al, Ti, Hf, Zr, 또는 적어도 그러한 금속중 다량의 하나의 금속, Mg, Ca 등의 요소, 또는 그러한 요소의 화합물을 포함하는 합금 등의, 산화 친화력이 큰 금속 또는 그 밖의 다른 일부 화합물을 사용할 수 있 다. In order to achieve this object, a metal having a high oxidation affinity, such as Al, Ti, Hf, Zr, or at least one of a large amount of a metal, an element such as Mg, Ca, or an alloy containing a compound of such an element Or some other compound.

상기한 합금의 분말로 부품의 표면을 덮는 것이 가능하지만, 특히 처리 시간이 더욱 길어지는 경우, 부품의 표면이 분말에 의해 소결되고 오염될 위험성이 존재하며, 따라서 부품을 회복하는 것이 어려워진다. 그럼에도 불구하고, 이 방법은 현재와 같은 개발 상황에 있어서 성공적으로 시험되었다.It is possible to cover the surface of the part with the powder of the above alloy, but there is a risk that the surface of the part will be sintered and contaminated by the powder, especially if the processing time is longer, and it becomes difficult to recover the part. Nevertheless, this method has been successfully tested in the current development situation.

따라서, 효과적인 것으로 발견되었고 분말을 사용할 때 야기되는 위험이 없는 다른 두 가지 기술을 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to use two other techniques that have been found to be effective and that do not pose the risks associated with using powders.

첫 번째 기술은 산소 트랩으로서 작용하는 금속 또는 합금의 성분을 갖는 시트로 부품을 감싸는 것이다. The first technique is to wrap the part with a sheet of metal or alloy that acts as an oxygen trap.

두 번째 기술은 상기 금속 또는 합금으로 제조된 하나 이상의 벽을 갖는 박스 내에 부품을 두는 것이다.The second technique is to place the part in a box with one or more walls made of the metal or alloy.

그러한 합금의 바람직하지만 배타적이지 않은 일례로서, 상기한 민감도를 감소시키기 위한 시험이 수행되는 동안 사용되는 FeCrAlY 합금을 들 수 있다. 자동차 산업에서 촉매 컨버터의 성분으로서 사용되거나 기계 공구 또는 전기 저항기용 부품의 성분으로서 사용되는 이 재료는 시장에서 통상적으로 입수할 수 있으며, 매우 효과적인 것으로 발견되었다. As a preferred but not exclusive example of such an alloy, there is a FeCrAlY alloy used during the test to reduce the above sensitivity. Used as components of catalytic converters in the automotive industry or as components of components for machine tools or electrical resistors, these materials are commonly available on the market and have been found to be very effective.

상기한 견인 시험편과 동일한 성분을 갖는 718 합금으로 제조된 그리드 스프링의 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 측정하는 시험이 또한 수행되었다. 이들 그리드 스프링은 PWR 일차 매체 내에서 350℃의 온도에서 시험 되었다. 이때, 변위 속도는 10-7s-1이었고, 시험이 행해지는 동안 부과된 변위는 설계에 부합되었다.A test was also conducted to measure the sensitivity to environmentally induced cracking phenomena of grid springs made of alloy 718 having the same components as the traction specimens described above. These grid springs were tested at a temperature of 350 ° C. in a PWR primary medium. At this time, the displacement velocity was 10 −7 s −1, and the displacement imposed during the test was in conformity with the design.

사전에 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 처리가 수행됨이 없이 오직 에이징 처리만이 수행된 스프링의 경우, 입자간 파면과 함께, 스프링의 4 개의 레그 중 3 개의 레그에서 다수의 초기 균열이 발견되었다.In the case of springs with only aging treatments without any pretreatment to reduce the sensitivity to environmentally induced cracking, many early cracks were found in three of the four legs of the spring, with intergranular fracture. It became.

입자간 파괴와 관련된 초기 균열이 오직 하나의 레그에서만 관측되고 처리가 이루어지지 않은 경우와 비교해서는 그다지 많지 않은 한, 에이징 이전에 Ar-H2 5% 분위기에서 990℃의 온도로 30 시간 동안 민감도를 줄이기 위한 처리를 수행하면 향상이 이루어진다. 그러나, 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이는 것은 완전하지 않았다. As long as the initial crack associated with intergranular fracture was observed in only one leg and not much compared with no treatment, the sensitivity for 30 hours at 990 ° C in an Ar-H 2 5% atmosphere before aging was observed. Enhancements are made by processing to reduce them. However, reducing the sensitivity to environmental cracking is not complete.

대조적으로, 990℃의 온도에서 42 시간 동안 민감도를 줄이기 위한 처리를 받은 스프링은 초기 입자간 균열을 보여주지 않았다. 따라서, 스프링은 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도가 완전하게 제거되었으며, 이는 시험편에 대해서 획득한 상기한 실험 결과를 뒷받침하였다.In contrast, the springs treated to reduce sensitivity for 42 hours at a temperature of 990 ° C. showed no initial intergranular cracking. Thus, the spring was completely removed from susceptibility to environmentally induced cracking phenomena, which supported the experimental results obtained for the test specimens.

상기한 것들과 매우 비슷한 성분을 갖는 718 합금으로 된 시험편에 대해 다른 시험이 수행되었으나, 이 경우에는 십중팔구 다양한 스트립 다발에 존재하는 격자간 요소 (C, N, 및 O)의 양적인 차이로 인해, 이전의 시험편보다, 민감도를 줄이기 위한 처리 이전에, 환경 조장 균열 현상에 대해 덜 민감하다는 것을 경험적으로 보여준다. Other tests were performed on specimens of 718 alloys with components very similar to those described above, but in this case, due to the quantitative differences in interstitial elements (C, N, and O) present in various strip bundles, It is empirically shown that it is less susceptible to environmentally induced cracking phenomena prior to treatment to reduce the sensitivity than the specimens of.

어떤 상황에서는, 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도의 전체적인 감소가 990℃ ± 10℃의 온도로 15 시간 동안 처리된 후에 획득될 수 있음을 발견하였다. 매우 현저하지만 항상 전체적인 것은 아닌 민감도의 감소는 990℃ ± 10℃의 온도로 30 시간 동안 처리된 후에 항상 획득될 수 있었다. 처리 시간이 40 시간을 초과한 경우에는, 650℃의 공기 내에서의 그리고 350℃의 PWR 일차 매체 내에서의 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도의 전체적인 감소가 항상 획득되었다.In some situations, it has been found that an overall reduction in sensitivity to environmentally responsible cracking phenomena can be obtained after treatment for 15 hours at a temperature of 990 ° C ± 10 ° C. A decrease in sensitivity that is very significant but not always global could always be obtained after treatment for 30 hours at a temperature of 990 ° C. ± 10 ° C. When the treatment time exceeded 40 hours, a total reduction in sensitivity to environmental cracking phenomena was always obtained in air at 650 ° C. and in PWR primary media at 350 ° C.

그러한 조건에서, 다음의 성분, 즉 C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12% - 40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% - 15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1% - 15%, Nb = 0% - 10%, Ta ≤ 10%을 가지며 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 니켈기 합금의 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도와 관련하여 본 발명에 따른 다음과 같은 처리 조건이 제안된다. 718 합금은 바람직하지만 배타적이지 않은 일례를 구성하며, 열처리는 다음과 같이 수행된다.Under such conditions, the following components: C ≦ 0.10%, Mn ≦ 0.5%, Si ≦ 0.5%, P ≦ 0.015%, S ≦ 0.015%, Ni ≧ 40%, Cr = 12% -40%, Co ≦ 10 %, Al ≤ 5%, Mo = 0.1%-15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1%-15%, Nb = 0%-10%, Ta ≤ 10% With respect to the sensitivity to the environmental cracking phenomenon of the nickel-based alloy, which is an inevitably occurring impurity during Fe and the heat treatment process, the following treatment conditions according to the present invention are proposed. The 718 alloy constitutes an example that is preferred but not exclusive, and the heat treatment is performed as follows.

분위기는 순수한 수소에 의해 구성되거나, 적어도 100 ppm의 수소가 혼합된, 아르곤 등의, 불활성 가스에 의해 구성된다. 처리가 행해질 부품의 주위에서는, 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 화합물의 존재에 의해 산소의 부재를 보증하는 것이 바람직하다. The atmosphere is composed of pure hydrogen or an inert gas, such as argon, in which at least 100 ppm of hydrogen is mixed. In the vicinity of the component to be treated, it is preferable to ensure the absence of oxygen by the presence of a compound having a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloy.

상기한 화합물은 Al, Zr, Ti, Hf 등의 금속, 이들 금속 중 적어도 하나의 금속을 함유하는, FeCrAlY 합금 등의 합금, Mg, Ca 등의 요소, 또는 그러한 요소의 화합물일 수 있다. The above compounds may be metals such as Al, Zr, Ti, Hf, alloys such as FeCrAlY alloys containing at least one of these metals, elements such as Mg, Ca, or compounds of such elements.

적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 처리가 수행되는 동안, 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소, 탄소, 및 질소에 대한 친화력이 더 큰 상기 화합물로 된 시트로 감싸질 수 있다.While at least a treatment for reducing sensitivity to environmental cracking is performed, the nickel-based alloy may be wrapped in a sheet of the compound having a greater affinity for oxygen, carbon, and nitrogen than the nickel-based alloy.

적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 처리가 수행되는 동안, 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 화합물로 제조된 하나 이상의 벽을 갖는 박스 내에 놓일 수 있다.While at least a treatment to reduce the susceptibility to environmentally induced cracking is performed, the nickel-based alloy may be placed in a box having one or more walls made of the compound having a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloy.

적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 처리가 수행되는 동안, 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 화합물의 분말에 파묻힐 수 있다.Nickel-based alloys may be embedded in the powder of the compound having a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloys, while at least a treatment to reduce the sensitivity to environmentally induced cracking phenomena is performed.

최소 지속 시간 및 처리 온도에 대한 정확한 조건은 민감도가 줄여질 제품 또는 반제품의 형상에 따라 달라지며, 민감도 감소의 예상되는 품질에 따라 또한 달라진다. The exact conditions for the minimum duration and the treatment temperature depend on the shape of the product or semifinished product whose sensitivity is to be reduced and also on the expected quality of the sensitivity reduction.

민감도를 줄이기 위한 열처리의 온도는 950℃ 내지 1160℃의 온도 범위에 놓일 수 있다. 일반적으로, 다음의 두 가지 범위 중 하나가 선택된다. 950℃ - 1010℃ 또는 1010℃ - 1160℃.The temperature of the heat treatment to reduce the sensitivity may be in the temperature range of 950 ℃ to 1160 ℃. In general, one of the following two ranges is selected. 950 ° C-1010 ° C or 1010 ° C-1160 ° C.

민감도를 줄이기 위한 열처리의 지속 시간은 실험으로부터 추론된 경험적인 공식을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 두께가 0.3 mm이고 980℃ 내지 1000℃의 온도로 열처리된 시트의 경우, 전체적으로 민감도가 감소된 제품을 획득하는 데에 필요한 처리의 최소 지속 시간을 결정하기 위하여 다음의 공식이 사용될 수 있다. The duration of the heat treatment to reduce the sensitivity can be determined using empirical formulas deduced from the experiment. For example, for sheets that are 0.3 mm thick and heat treated to temperatures between 980 ° C. and 1000 ° C., the following formula can be used to determine the minimum duration of treatment required to obtain a product with reduced overall sensitivity. have.

- 초기 취성(B)이 0% 내지 10%의 범위에 놓이는 경우에는, t (시간) = 3.4 x (B%) If initial brittleness (B) lies in the range of 0% to 10%, t (time) = 3.4 × (B%)

- 초기 취성(B)이 10% 내지 50%의 범위에 놓이는 경우에는, t (시간) = 0.2 x (B%) If initial brittleness (B) lies in the range of 10% to 50%, t (time) = 0.2 x (B%)

여기서, 재료의 취성(B)은, 성분의 동작 조건을 나타내는 매체 내에서 시험이 수행되는 동안, 파면 주위의 전체 길이에 대한 분할되는 입자 경계 파괴 구역의 전체 길이의 비율로서 정의된다. Here, the brittleness (B) of the material is defined as the ratio of the total length of the divided particle boundary fracture zone to the total length around the wavefront while the test is carried out in a medium indicative of the operating conditions of the component.

처리 온도 범위(950℃ - 1010℃의 온도 범위 또는 1010℃ - 1160℃의 온도 범위)의 선택은 본질적으로 처리가 수행되는 재료의 공정 단계에 따라 달라지고, 처리의 최종 단계에서의 미세 구조의 요건에 따라 달라진다.The selection of the treatment temperature range (950 ° C-1010 ° C or 1010 ° C-1160 ° C) depends essentially on the process step of the material on which the treatment is carried out and the requirements of the microstructure at the final stage of the treatment. Depends on.

반제품 단계에서는 더욱 높은 온도로 처리를 수행하는 것이 바람직하며, 민감도의 감소에 의해 바람직하지 않은 영향을 받았다면 재료의 미소 구조를 재생하기 위한 공정에서 후속 처리가 수행된다. In the semi-finished step, it is preferable to carry out the treatment at a higher temperature, and subsequent treatment is carried out in a process for regenerating the microstructure of the material if it is undesirably affected by a decrease in sensitivity.

완제품 단계에서는 더욱 낮은 온도로 처리를 수행하는 것이 바람직하며, 따라서, 이러한 낮은 온도에서의 처리는 공정의 최종 단계를 구성한다. 아울러, 일반적으로 입자의 크기는 민감도를 줄이기 위한 처리에 의해 현저하게 영향을 받지 않는다. It is preferable to carry out the treatment at a lower temperature in the finished product stage, and thus treatment at such a low temperature constitutes the final stage of the process. In addition, the size of the particles is generally not significantly affected by the treatment to reduce the sensitivity.

그럼에도 불구하고, 이러한 선택은 제한적이지 않다. 고온 처리는, 예를 들어 클러스터 가이드 핀에 적용되는 바와 같이, 미세 구조에 대해 부과되는 요건이 없을 때, 완제품에 대해 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 저온 처리는 반제품에 대해 수행될 수 있다. 고온에서보다 지속 시간이 길어진 처리는 다른 것들은 동일하게 유지하는 상태에서 전체적인 민감도의 감소를 획득하는 데에 필요하다.Nevertheless, this choice is not limited. The high temperature treatment can be performed on the finished product when there is no requirement imposed on the microstructure, for example as applied to cluster guide pins. Similarly, low temperature treatment can be performed on semi-finished products. Treatments with longer durations than at high temperatures are needed to achieve a reduction in overall sensitivity while keeping others the same.

그럼에도 불구하고, 특히 반제품 단계에서 수행될 때, 열처리의 지속 시간을 줄이는 것이 바람직할 수도 있다. 결과적으로 얻어지는 반제품은, 금속과 처리 분위기 사이의 계면에서의 요소의 집중적인 안정화에 이르는 에지 효과로 인하여, 처리의 최종 단계에서 그 표면이 환경 조장 균열 현상에 대해 여전히 약간 민감하게 된다. 그러한 상황에서, 전체적으로 민감도가 감소된 제품을 획득하기 위하여, 전체적으로 민감도가 감소되지 않은 표면 층을 제거하는 동작에 의해 열처리가 마무리된다.Nevertheless, it may be desirable to reduce the duration of heat treatment, especially when carried out in the semifinished product stage. The resulting semifinished product, due to the edge effect leading to intensive stabilization of the elements at the interface between the metal and the treatment atmosphere, makes its surface still slightly sensitive to environmentally induced cracking at the end of the treatment. In such a situation, in order to obtain a product with reduced overall sensitivity, the heat treatment is finished by the operation of removing the surface layer which is not reduced overall.

표면층은 기계 가공 및/또는 화학적, 전기화학적, 기계적 연마에 의해 제거될 수 있다. The surface layer can be removed by machining and / or chemical, electrochemical and mechanical polishing.

필요하다면, 상기 니켈기 합금의 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리에 후속하여, 후속하는 제조 공정을 촉진하고 사용 중에 구성 요소가 양호하게 거동하는 것을 보장하는 데에 필요한 기계적인 특성 및 미소 구조를 가지고 완성되도록 하기 위하여, 니켈기 합금으로 된 반제품 및 완제품을 처리할 때, 당해 기술분야에서 숙련된 기술자에 의해 통상적으로 적용된 바와 같은, 어닐링, 재결정, 고용화 열처리, 또는 경화(에이징으로도 알려짐) 등의 열처리가 수행될 수 있다. 절대적으로 필요한 한 가지 조건은, 환경 조장 균열 현상에 대해 재료가 다시 민감해지는 것을 피하기 위하여, 이들 열처리가 비산화 분위기에서 수행되어야 한다는 것이다.If necessary, subsequent to heat treatment to reduce the susceptibility to environmentally induced cracking of the nickel-based alloy, the mechanical properties and microstructures necessary to accelerate the subsequent manufacturing process and ensure that the component behaves well during use. Annealing, recrystallization, solid solution heat treatment, or curing (also referred to as aging), as commonly applied by those skilled in the art, when processing semi-finished and finished products made of nickel-based alloys to ensure completeness with structure. Heat treatment) can be performed. One condition which is absolutely necessary is that these heat treatments must be carried out in a non-oxidizing atmosphere in order to avoid the material becoming sensitive again to environmentally prone cracking phenomena.

본 발명에 따르면, 이하의 완전하지 않은 리스트에 주어진 바와 같은 부품 및 반제품을 획득하는 것이 가능하다. According to the invention, it is possible to obtain parts and semi-finished products as given in the incomplete list below.

이와 같이 제조된 부품은 원자로용 연료 어셈블리의 구조적인 구성 요소일 수 있다.The component thus produced may be a structural component of the fuel assembly for the reactor.

상기 부품은 그리드 스프링, 억제(hold-down) 어셈블리, 또는 스크루일 수 있다.The component can be a grid spring, a hold-down assembly, or a screw.

상기 부품은 원자로 냉각 회로의 요소일 수 있다. The component may be an element of a reactor cooling circuit.

상기 부품은 파이프, 클러스터 가이드 핀, 스프링, 열교환기, 스크루, 볼트, 또는 니켈기 합금으로 제조되고 열전달 유체와 접촉하는 그 밖의 다른 구성 요소일 수 있다.The component may be a pipe, cluster guide pin, spring, heat exchanger, screw, bolt, or other component made of a nickel base alloy and in contact with the heat transfer fluid.

반제품은, 예를 들어 단조, 스탬핑, 주조, 또는 소결에 의해 획득되는 시트, 스트립, 와이어, 바, 또는 블랭크일 수 있으며, 반제품으로부터 통상적인 다양한 형삭, 기계가공, 또는 절삭 방법에 의해 부품으로 제조될 수 있다. The semifinished product can be, for example, a sheet, strip, wire, bar, or blank obtained by forging, stamping, casting, or sintering, and is produced from the semifinished product into parts by various conventional shaping, machining, or cutting methods. Can be.

이와 같이 처리된 718 합금은 특히 원자로 연료 어셈블리용 그리드 스프링 및 억제 어셈블리 스프링 구성요소를 제조하는데 바람직하게 적용된다. 그러나, 기계적 특성과 양립하는 방식으로 그리고 사용 중에 환경 조장 균열 현상의 발생에 적합한 환경에 노출되는 방식으로 그 밖의 다른 부품이 사용될 수 있도록 상기 합금이 또한 사용될 수 있다. The alloy 718 thus treated is particularly suited to the manufacture of grid springs and containment assembly spring components for reactor fuel assemblies. However, the alloy may also be used such that other components can be used in a manner compatible with mechanical properties and in the environment that are suitable for the occurrence of environmentally prone cracking during use.

Claims (22)

환경 조장 균열 현상에 대한 니켈기 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리 방법으로서, 합금이 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12% - 40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% - 15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1% - 15%, Nb = 0% - 10%, Ta ≤ 10% 을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 열처리 방법에 있어서, 합금이 순수한 수소의 분위기에서 또는 불활성 가스가 혼합된 적어도 100 ppm의 수소를 함유하는 분위기에서 950℃ 내지 1160℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.A heat treatment method for reducing the susceptibility of a nickel-based alloy to environmentally induced cracking, wherein the alloy has a limited weight ratio of components such as C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12%-40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1%-15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, In the heat treatment method having W = 0.1%-15%, Nb = 0%-10%, Ta ≤ 10%, and the remainder are Fe and impurities which inevitably occur during the heat treatment process, the alloy is in the atmosphere of pure hydrogen or inert And at a temperature of 950 ° C. to 1160 ° C. in an atmosphere containing at least 100 ppm of hydrogen mixed with the gas. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는 950℃ 내지 1010℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.Heat treatment to reduce the sensitivity to the environmental promoting cracking phenomenon is carried out in a temperature range of 950 ℃ to 1010 ℃. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는 1010℃ 내지 1160℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.Heat treatment to reduce the sensitivity to the environmental promoting cracking phenomenon is carried out in a temperature range of 1010 ℃ to 1160 ℃. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는, 그 야금 구조를 변화시키기 위한 처리가 후속적으로 이루어지는, 반제품에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.And a heat treatment for reducing the sensitivity to the environmentally induced cracking phenomenon is performed on the semi-finished product, which is subsequently subjected to a treatment for changing the metallurgical structure. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 열처리는, 비산화 분위기에서 수행되는, 어닐링, 재결정, 고용화 열처리, 또는 경화인 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The heat treatment is an annealing, recrystallization, solid solution heat treatment, or curing carried out in a non-oxidizing atmosphere. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리는, 그 야금 구조를 변화시키기 위한 처리가 후속적으로 이루어지지 않는, 제품에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.A heat treatment for reducing the sensitivity to environmentally induced cracking phenomena is performed on a product in which no treatment for changing the metallurgical structure is subsequently performed. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 6, 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄인 후에, 합금은 기계가공 또는 연마되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.After reducing the susceptibility to environmentally induced cracking, the alloy is machined or polished. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 민감도를 줄이기 위한 열처리는 상기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 화합물의 면전에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.Heat treatment to reduce the sensitivity is carried out in the presence of a compound having a greater affinity for oxygen than the alloy. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 화합물은 Al, Zr, Ti, Hf 등의 금속, 이들 금속 중 적어도 하나의 금속을 함유하는 합금, Mg, Ca 등의 요소, 또는 그러한 요소의 화합물인 것을 특징으로 하는 열처리 방법.And said compound is a metal such as Al, Zr, Ti, Hf, an alloy containing at least one of these metals, an element such as Mg, Ca, or a compound of such element. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리가 수행되는 동안, 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 금속, 합금, 또는 화합물로 된 시트에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The nickel-based alloy is wrapped by a sheet of the metal, alloy, or compound that has a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloy while at least a heat treatment is performed to reduce the sensitivity to environmentally induced cracking phenomena. Heat treatment method. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리가 수행되는 동안, 상기 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 금속, 합금, 또는 화합물로 제조된 하나 이상의 벽을 갖는 박스 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The box having one or more walls made of the metal, alloy, or compound having a greater affinity for oxygen than the nickel-based alloy while at least a heat treatment is performed to reduce sensitivity to environmentally induced cracking phenomena. The heat treatment method characterized in that disposed within. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 적어도 환경 조장 균열 현상에 대한 민감도를 줄이기 위한 열처리가 수행되 는 동안, 상기 니켈기 합금은 상기 니켈기 합금보다 산소에 대한 친화력이 더 큰 상기 금속, 합금, 또는 화합물의 분말 내에 놓이는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The nickel-based alloy is placed in a powder of the metal, alloy, or compound having at least affinity for oxygen than the nickel-based alloy while at least a heat treatment is performed to reduce the sensitivity to environmentally induced cracking phenomena. Heat treatment method. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 12, 합금은 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.08%, Mn ≤ 0.35%, Si ≤ 0.35%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni = 50% - 55%, Cr = 17% - 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2% - 0.8%, Mo = 2.8% - 3.3%, Ti = 0.65% - 1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75% - 5.5%을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The alloy is composed of components with a defined weight ratio as follows: C <0.08%, Mn <0.35%, Si <0.35%, P <0.015%, S <0.015%, Ni = 50%-55%, Cr = 17%-21 %, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2%-0.8%, Mo = 2.8%-3.3%, Ti = 0.65%-1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75%-5.5% And the remainder are Fe and impurities which are inevitably generated during the heat treatment process. 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.10%, Mn ≤ 0.5%, Si ≤ 0.5%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni ≥ 40%, Cr = 12% - 40%, Co ≤ 10%, Al ≤ 5%, Mo = 0.1% - 15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1% - 15%, Nb = 0% - 10%, Ta ≤ 10% 을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 니켈기 합금으로 부품을 제조하는 부품 제조 방법에 있어서, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 환경 조장 균열 현상에 대한 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부품 제조 방법.Components of a defined weight ratio as follows: C <0.10%, Mn <0.5%, Si <0.5%, P <0.015%, S <0.015%, Ni> 40%, Cr = 12%-40%, Co <10 %, Al ≤ 5%, Mo = 0.1%-15%, Ti ≤ 5%, B ≤ 0.01%, Cu ≤ 5%, W = 0.1%-15%, Nb = 0%-10%, Ta ≤ 10% In the component manufacturing method for manufacturing a component from the Fe-based and nickel-based alloy which is an inevitable impurity during the heat treatment process, the alloy for the environmental cracking phenomenon according to any one of claims 1 to 12. Component manufacturing method comprising a heat treatment for reducing the sensitivity of the. 니켈기 합금으로 제조된 부품으로서, 상기 합금이 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 환경 조장 균열 현상에 대한 합금의 민감도를 줄이기 위한 열처리를 받은 것을 특징으로 하는 부품.A component made of a nickel-based alloy, wherein the alloy is subjected to a heat treatment to reduce the sensitivity of the alloy to environmentally induced cracking phenomena according to any one of claims 1 to 13. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15, 상기 부품은 원자로 연료 어셈블리의 구조적인 요소인 것을 특징으로 하는 부품.Said component being a structural element of a reactor fuel assembly. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 부품은 그리드 스프링, 억제(hold-down) 어셈블리, 또는 스크루인 것을 특징으로 하는 부품.And said component is a grid spring, a hold-down assembly, or a screw. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 15 to 17, 상기 부품은 다음과 같이 한정된 중량비의 성분, 즉 C ≤ 0.08%, Mn ≤ 0.35%, Si ≤ 0.35%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.015%, Ni = 50% - 55%, Cr = 17% - 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2% - 0.8%, Mo = 2.8% - 3.3%, Ti = 0.65% - 1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75% - 5.5%을 가지며, 나머지는 Fe 및 열처리 과정 중에 불가피하게 발생하는 불순물인 니켈기 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 부품.The parts are composed of components with a defined weight ratio as follows: C <0.08%, Mn <0.35%, Si <0.35%, P <0.015%, S <0.015%, Ni = 50%-55%, Cr = 17%- 21%, Co ≤ 1%, Al ≤ 0.2%-0.8%, Mo = 2.8%-3.3%, Ti = 0.65%-1.15%, B ≤ 0.006%, Cu ≤ 0.3%, Nb + Ta = 4.75%-5.5 And a remainder of which is made of a nickel-based alloy, which is Fe and an impurity inevitably generated during the heat treatment process. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15, 상기 부품은 원자로의 냉각 회로의 요소인 것을 특징으로 하는 부품.Said component being an element of a cooling circuit of said reactor. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 상기 부품은 파이프, 클러스터 가이드 핀, 스프링, 열교환기, 스크루, 볼트, 또는 니켈기 합금으로 제조되고 열전달 유체와 접촉하는 그 밖의 다른 구성 요소인 것을 특징으로 하는 부품.The component is a pipe, cluster guide pin, spring, heat exchanger, screw, bolt, or other component made of a nickel-based alloy and in contact with the heat transfer fluid. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15, 상기 부품은 형삭(shaping), 기계가공, 또는 절삭 방법에 의해 부품으로 제조될 수 있는 반제품인 것을 특징으로 하는 부품.The part is a semi-finished product which can be made into the part by shaping, machining or cutting methods. 제 21 항에 있어서, The method of claim 21, 상기 부품은 시트, 스트립, 와이어, 바, 또는 블랭크를 구성하는 것을 특징으로 하는 부품.The part comprises a sheet, strip, wire, bar, or blank.
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